РЕКЛАМА

Бионично око: Обещание за зрение за пациенти с увреждане на ретината и зрителния нерв

ИНЖЕНЕРИНГ И ТЕХНОЛОГИЯБионично око: Обещание за зрение за пациенти с увреждане на ретината и зрителния нерв

Проучванията показват, че "бионичното око" обещава да помогне за възстановяване на зрението на много пациенти, страдащи от частична или пълна слепота

Структурата на човешкото око е доста сложна и начинът, по който сме в състояние да виждаме, е сложен последователен процес, който се извършва за по-малко от милисекунда. Всяка светлина първо преминава през защитен лист на окото, наречен роговица, и след това се придвижва в лещата. Тази регулируема леща в нашето око след това огъва светлината, фокусирайки я в ретина – тъканната мембрана, която покрива задната част на окото. Милиони рецептори в ретината съдържат пигментни молекули, които променят формата си, когато са ударени от светлина, задействайки електрически съобщения, които пътуват до нашия мозък чрез оптичен нерв. Така ние възприемаме това, което виждаме. Когато някоя от тези тъкани – роговицата и ретината – или зрителният нерв не могат да функционират правилно, зрението ни се засяга. Въпреки че проблемите със зрението могат да бъдат коригирани чрез очни операции и носене на очила с коригиращи лещи, много състояния водят до слепота, която понякога е нелечима.

Изобретението на "бионичното око"

Според Световната здравна организация около 1.5 милиона души по света имат нелечимо заболяване, наречено ретинит пигментоза (RP). Засяга около 1 на 4,000 души по света и причинява постепенна загуба на зрението, когато светлинните клетки, наречени фоторецептори, се разпадат в ретината, което в крайна сметка води до слепота. Имплантируемите зрителни протези, наречени „бионично око” [официално наречена Argus® II ретинална протезна система („Argus II“)], изобретена от професор Марк Хумаюн от Университета на Южна Калифорния, възстановява функционалното зрение при хора, страдащи от пълна или частична слепота1,2 поради наследени на ретината дегенеративно заболяване. Argus II заснема изображения на малка видеокамера, монтирана със стъкло за очи, преобразува тези изображения в електрически импулси и след това предава тези импулси безжично към електроди, имплантирани върху повърхността на ретината. По този начин той заобикаля несъществуващите клетки на ретината и стимулира жизнеспособната ретината клетки при слепи пациенти, което води до възприемане на модели на светлина в мозъка. След това пациентът се научава да тълкува тези визуални модели, като по този начин възвръща полезното зрение. Системата се контролира от софтуер, който може да бъде надстроен за по-добра производителност, тъй като изследователите продължават да разработват нови алгоритми.

Успех с човешки участници

В продължение на своите открития, производителят и търговецът на „бионично око” Second Sight Medical Products, Inc. („Second Sight”)3 показа, че резултатите от петгодишните клинични изпитвания на импланта на ретината са доказали дългосрочната ефикасност, безопасност и надеждност на това устройство за подобряване на зрителната функция и качеството на живот на хора, заслепени от пигментен ретинит. Тяхното проучване, водено от професор Линдън да Круз от Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust, оценява 30 субекта в клиничното изпитване, които са имплантирани с Argus II в 10 центъра в Съединените щати и Европа. Всички пациенти са били слепи (т.е. с голо светлинно възприятие или по-лошо) от RP или подобни нарушения. Резултатите демонстрират цялостната безопасност на Argus II чрез подобрена зрителна функция при пациентите и тези подобрения се запазват в продължение на пет години. Пациентите съобщават, че след използването на Argus II са имали подновена връзка с външния свят и семейството и приятелите си и са усетили цялостна променяща живота положителна промяна в тяхното благосъстояние. Това е изключително забележително проучване и предоставя обещаващи новини за пациенти, заслепени от ретинит пигментоза.

Социални аспекти на чудотворното око

Argus II е първият и единствен на ретината имплантът да е демонстрирал безопасност, дългосрочна надеждност и полза чрез подходящи проучвания, като по този начин получи одобрение в САЩ и Европа. От края на 2016 г. над 200 пациенти са лекувани от своята слепота с Argus II. Разходите, оценени за Argus II, са около 16,000 25 USD за период от XNUMX години, когато пациентът е диагностициран за първи път с RP. В една публично финансирана здравна система (в много развити страни) тя може да бъде лесно достъпна за пациентите. Разходите също могат да бъдат оправдани със здравно осигуряване, особено когато появата на състоянието се случва постепенно. Високите разходи може да не действат като възпиращ фактор в сравнение с дългосрочните нужди от „грижи“ за такива пациенти. Въпреки това, ако мислим за достъп до тази технология в страни с ниски и средни доходи, възможностите изглеждат много ниски поради високите разходи, свързани с сценарий за плащания от джоба.

Бъдещето на бионичното око: мозъчната връзка

След успешно тестване при хора, Second Sight вече включва проучване за осъществимост на Argus II и надстройки на хардуер и софтуер за съществуващи и бъдещи пациенти с Argus II. Те се фокусират върху разработването на усъвършенствана зрителна протеза, Orion™ I Visual Cortical Protesis4, насочена към пациенти с почти всички други форми на слепота на едното или двете очи. Това е леко модифицирана версия на Argus II бионично око, и включва чифт очила, оборудвани с камера и външен процесор, но използващи 99 процента от технологията на Argus II. В сравнение с Argus II, Orion I е система за невростимулация, която заобикаля окото и вместо това се поставя набор от електроди на повърхността на зрителната кора (част от мозъка, която обработва визуална информация). По този начин, доставянето на електрически импулси в тази област вероятно ще каже на мозъка да възприема модели на светлина. Това безжично устройство наскоро беше имплантирано в зрителната кора на 30-годишна пациентка и няколко теста показаха, че тя е в състояние да възприема светлинни петна и без сериозни странични ефекти.

Orion I в момента (края на 2017 г.) е одобрен за клинично изпитване и е получил условно одобрение от FDA в САЩ за тестване само върху пет човешки субекта на две места4. В момента Second Sight провежда по-нататъшно тестване на устройството и отговаря на определени въпроси, преди да започне действителното изпитание. Основен недостатък на Orion I е, че изисква по-инвазивна хирургия от Argus II, тъй като малка част от човешкия череп ще трябва да бъде отстранена, за да се разкрие област от мозъка, където ще бъдат поставени редица електроди. Такива електрически мозъчни импланти крият рискове от инфекция или мозъчни припадъци и компанията планира само да ги тества човешки субекти, които са напълно слепи.

Като заобикаля окото, Orion I може да бъде благодат за други видове слепота, причинени от увредени оптичен нерв поради множество причини, включително глаукома, рак, диабет, нараняване или травма. Технологията, която Orion I предлага да използва, по същество ще замени окото и оптичен нерв напълно и излекувайте слепота. Това устройство, което сега е на бърз път за изпитания и одобрения, се разглежда като промяна на играта за хора, които нямат лечение или лечение за техните слепота – близо шест милиона души по света, които са слепи, но не са подходящ кандидат за Argus II.

Second Sight изчислява, че около 400,000 6 пациенти с пигментен ретинит в световен мащаб отговарят на условията за неговото текущо устройство Argus II. Въпреки че около XNUMX милиона души, които са слепи поради други причини, напр рак, диабет, глаукома или травма биха могли хипотетично да използват Orion I вместо това. Също така, Orion I може да осигури по-добро зрение в сравнение с Argus II. Това са първите стъпки в разбирането на такъв мозъчен имплант, защото той ще бъде медицински предизвикателство в сравнение с a на ретината имплант, защото зрителната кора на мозъка е много по-сложна от очната. Това устройство ще изисква по-инвазивна хирургия през мозъка, което прави пациентите по-податливи на инфекция или гърчове. Orion I също така вероятно ще изисква повече одобрения от регулаторните органи поради всички тези аспекти.

***

{Можете да прочетете оригиналната изследователска статия, като щракнете върху връзката DOI, дадена по-долу в списъка с цитирани източници}

Източник (и)

1. Allen C et al. 2015. Дългосрочни резултати от епиретинална протеза за възстановяване на зрението на слепите“. Оптамология. 122(8). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2015.04.032

2. da Cruz L et al. 2016. Проучвателна група Argus II. Петгодишни резултати за безопасност и производителност от клиничното изпитване на системата за ретинална протеза Argus II. Офталмология. 123(10). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.06.049

3. Second Sight Medical Products, Inc.: www.secondsight.com [Посетен на 5 февруари 2018 г.].

4. Национална медицинска библиотека на САЩ. 2017. Ранно проучване за осъществимост на системата за визуална кортикална протеза Orion. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03344848 [Посетен на 9 февруари 2018 г.].

Екип на SCIEU
Екип на SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значителен напредък в науката. Въздействие върху човечеството. Вдъхновяващи умове.

Абонирай се за нашия бюлетин

Да се ​​актуализира с всички най-нови новини, оферти и специални съобщения.

- Реклама -

Най-популярни статии

Ваксини срещу COVID-19: Надпревара с времето

Разработването на ваксина срещу COVID-19 е глобален приоритет...

Облекчаване на тревожността чрез пробиотични и непробиотични корекции в диетата

Систематичен преглед предоставя изчерпателни доказателства, че регулирането на микробиота...

Мегалайска епоха

Геолозите отбелязаха нов етап в историята...
- Реклама -
99,801Феновекато
69,905последователиСледвай ни
6,333последователиСледвай ни
31АбонатиЗапиши се